konstruksi ramp door berbasis fem

24
 Konstruksi Kapal Lanjut ANALISA KEKUATAN KONSTRUKSI  S TE R N  RAMP DOOR PADA KM. MUSTHIKA KENCANA AKIBAT BEBAN STATIS BERBASIS METODE ELEMEN HINGGA  Oleh: Wahyu Wiyati 4109 201 002 Dosen Pembimbing: Ir. Achmad Zubaydi, M.Eng., Ph.D Totok Yulianto, ST., MT PROGRAM PASCASARJANA TEKNOLOGI KELAUTAN FAKULTAS TEKNOLOGI KELAUTAN INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER 2013

Upload: wahyu-wiyati

Post on 10-Oct-2015

674 views

Category:

Documents


59 download

DESCRIPTION

analisa kekuatan konstruksi pintu rampa pada kapal fery dengan menggunakan FEM

TRANSCRIPT

  • Konstruksi Kapal Lanjut

    ANALISA KEKUATAN KONSTRUKSI

    STERN RAMP DOOR PADA KM. MUSTHIKA KENCANA

    AKIBAT BEBAN STATIS

    BERBASIS METODE ELEMEN HINGGA

    Oleh:

    Wahyu Wiyati

    4109 201 002

    Dosen Pembimbing:

    Ir. Achmad Zubaydi, M.Eng., Ph.D

    Totok Yulianto, ST., MT

    PROGRAM PASCASARJANA TEKNOLOGI KELAUTAN

    FAKULTAS TEKNOLOGI KELAUTAN

    INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER

    2013

  • ABSTRAK

    KM. MUSTHIKA KENCANA adalah kapal tipe Ro - Ro

    (Passanger Ship) yang memiliki rute pelayaran SurabayaMakasar yang

    mampu mengangkut penumpang dan kendaraan dalam jumlah relatif

    banyak. Untuk memudahkan akses keluar masuk kendaraan yang akan

    diangkut, maka kapal ini dilengkapi stern ramp door. Karena banyaknya

    penumpang dan kendaraan yang melalui pintu rampa ini, maka dengan

    sendirinya pintu rampa akan menerima beban statis secara berulang

    ulang sehingga dapat mengakibatkan deformasi, keretakan bahkan

    kerusakan.

    Penelitian tentang kekuatan konstruksi stern ramp door

    dilakukan untuk menganalisa tegangan yang terjadi akibat beban statis.

    Analisa kekuatan konstruksi stern ramp door dilakukan dengan

    menggunakan program berbasis FEM. Validasi dilakukan dengan

    membandingkan hasil tegangan model dengan tegangan yang diiijinkan

    oleh rule BKI.

    Hasil analisa memperlihatkan bahwa tegangan maksimum terjadi

    pada node 4758 sebesar 2,23x104 Pascal, dan deformasi maksimum

    terjadi pada node 3508 sebesar 2,56x10-2 milimeter. Tegangan ini masih

    dalam kondisi aman karena masih di bawah tegangan ijin BKI dan

    material. Analisa ini menghasilkan nilai safety factor sebesar 14,86x10-5.

    Kata Kunci: Stern Ramp Door, Tegangan, Beban Statis, Metode Elemen

    Hingga

  • 1

    BAB I

    PENDAHULUAN

    1.1. Latar Belakang

    KM. Musthika Kencana adalah kapal penumpang tipe Fery Ro-Ro

    yang memiliki rute pelayaran dari Surabaya ke Makassar. Kapal ini

    mampu mengangkut penumpang maksimal adalah 690 orang. Sedangkan

    untuk kendaraan dengan golongan IV sebanyak 42 unit dan golongan VI

    sebanyak 35 unit, jumlah ini bisa berubah tergantung variasi kendaraan

    yang masuk ke kapal. (DLU, 2011)

    KM. Musthika Kencana dilengkapi dengan akses keluar masuk

    penumpang maupun kendaraan berupa pintu rampa (Ramp Door).

    Terdapat 2 buah ramp door pada KM. Musthika Kencana. Pertama yang

    menggunakan sistem steel wire rope terletak di bagian buritan (Stern

    Ramp Door) dan kedua adalah yang menggantung pada hull dengan

    sistem engsel terletak di bagian haluan kapal (Bow Door).

    Untuk memaksimalkan kapasitas muatan maka pada saat

    operasi, stern ramp door tersebut akan sering dilalui oleh berbagai

    macam kendaraan. Kondisi pembebanan yang statis namun terus

    berulang ini memungkinkan ramp door mengalami deformasi, keretakan

    atau bahkan kerusakan. Selain itu, pada kondisi loading, stern ramp door

    terhubung dengan moveable bridge yang ada di pelabuhan, atau langsung

    bertumpu pada dermaga. Namun sering kali stern ramp door tidak

    bertumpu pada dermaga maupun moveable bridge dan hanya

    mengandalkan kekuatan dari rantai penariknya (steel wire rope) atau

    lengan hidrolik dari pintu rampa tersebut. Hal ini juga bisa mengakibatkan

    kerusakan pada steel wire rope, motor penggeraknya (winch), maupun

    lengan hidroliknya. Karena itulah maka perlu dilakukan analisa kekuatan

    terhadap konstruksi stern ramp door, kekuatan steel wire rope, motor

    penggeraknya (winch), maupun kekuatan lengan hidroliknya.

    Pada penelitian ini, penulis hanya akan melakukan analisa

    kekuatan pada konstruksi stern ramp door akibat beban statis yang terus

  • 2

    menerus mengenainya. Dan menghitung besarnya tegangan yang terjadi

    pada konstruksi tersebut. Tegangan ini tidak boleh melebihi batas

    maksimum tegangan yield (Ultimate) dari material stern ramp door dan

    tegangan ijin (Allowable) berdasarkan rules Biro Klasifikasi Indonesia.

    Perhitungan kekuatan konstruksi stern ramp door menggunakan

    Metode Elemen Hingga (MEH) dan dibantu dengan software berbasis

    MEH.

    1.2. Rumusan Masalah

    Dengan memperhatikan pokok permasalahan yang terdapat pada

    latar belakang maka diambil beberapa rumusan masalah pada analisa ini

    antara lain :

    1. Bagaimana karakteristik tegangan yang terjadi pada konstruksi ramp

    door KM. Musthika Kencana?

    2. Dimana letak komponen yang paling kritis pada konstruksi ramp door

    KM. Musthika Kencana setelah diberi variasi pembebanan?

    3. Berapa nilai safety factor pada konstruksi ramp door KM. Musthika

    Kencana?

    1.3. Batasan Masalah

    Karena banyaknya permasalahan yang bisa dianalisa dari kasus ramp

    door ini, maka perlu dilakukan pembatasan masalah sebagai berikut:

    1. Perhitungan hanya pada kekuatan konstruksi stern ramp door.

    2. Tidak menghitung kekuatan konstruksi bow door.

    3. Tidak menghitung kekuatan steel wire rope, motor penggeraknya

    maupun lengan hidroliknya.

    1.4. Tujuan

    Sesuai dengan permasalahan yang ada maka analisa ini

    mempunyai beberapa tujuan sebagai berikut:

    1. Mengetahui karakteristik tegangan yang terjadi pada konstruksi ramp

    door KM. Musthika Kencana dengan metode elemen hingga.

  • 3

    2. Mengetahui letak komponen yang paling kritis pada konstruksi ramp

    door KM. Musthika Kencana setelah diberi variasi pembebanan.

    3. Menghitung nilai safety factor pada ramp door KM. Musthika Kencana.

    1.5. Manfaat

    Manfaat dari penelitian ini adalah:

    1. Sebagai bahan pertimbangan perlu tidaknya memperbaiki konstruksi

    stern ramp door.

    2. Sebagai dasar penentuan besarnya kendaraan (berat maksimal) yang

    bisa melalui stern ramp door.

  • 4

    BAB II

    DASAR TEORI

    2.1. Kapal Ro-Ro (Roll On - Roll Off)

    Kapal jenis Ro-Ro adalah kapal yang memberikan fasilitas

    transportasi bagi muatan yang bergerak dengan tenaga penggeraknya

    sendiri (seperti kendaraan bermotor). Kapal ini memiliki geladak menerus

    yang memanjang sepanjang kapal dan digunakan sebagai geladak

    kendaraan. Kapal Ro-Ro biasanya digunakan untuk menghubungkan

    antara dua dermaga yang berjarak pendek dan mempunyai jadwal

    penyeberangan yang sangat padat. Berkembangnya teknologi perkapalan

    membuat kapal Ro-Ro juga dipakai untuk penyeberangan jarak jauh.

    (Dokkum, 2003)

    Untuk memudahkan proses loading dan unloading kapal jenis ini

    dilengkapi dengan pintu rampa (ramp door) yang berfungsi sebagai jalan

    masuk penumpang maupun kendaraan. Selain itu pintu rampa juga

    sebagai penghubung antara kapal dengan moveable bridge ke dermaga.

    2.2. Pintu Rampa

    Ramp Door adalah suatu konstruksi pintu rampa yang digunakan

    untuk akses keluar masuknya kendaraan yang akan diangkut ke dalam

    kapal. Sistem penggerak dari ramp door ada dua jenis yaitu dengan

    menggunakan sistem hidrolik dan sistem steel wire rope. Menurut

    Karlsson, 2004, ada beberapa jenis ramp door yang sering dipakai pada

    kapal antara lain :

    1. Quarter Ramp Door

    2. Side Ramp Door

    3. Slewing Ramp Door

    4. Stern Ramp Door

    5. Bow Door

    Ada beberapa persyaratan dalam pembuatan ramp door

    diantaranya adalah:

  • 5

    1. Kedap terhadap air laut dalam hal melalui pelayaran laut terbuka.

    2. Kuat menahan beban kendaraan yang melewati pintu saat menaikkan

    dan menurunkan kendaraan.

    3. Aerodinamis dalam hal melakukan perjalanan panjang.

    2.3. Tegangan (Stress) dan Regangan (Strain)

    Umumnya, gaya dalam yang bekerja pada luas yang kecil tak

    berhingga sebuah potongan, akan terdiri dari bermacam - macam besaran

    dan arah, seperti yang diperlihatkan secara diagramatis dalam Gambar

    2.1 (a), (b) dan (c).

    Gambar 2.1 Pengirisan sebuah benda. (Popov, 1994)

    Pada umumnya intensitas gaya yang bekerja pada luas yang kecil

    tak berhingga suatu potongan berubah - ubah dari suatu titik ke titik lain,

    umumnya intensitas gaya ini berarah miring pada bidang potongan. Dalam

    praktek keteknikan biasanya intensitas gaya diuraikan menjadi tegak lurus

    dan sejajar dengan irisan yang sedang diselidiki. Penguraian intensitas ini

    pada luas kecil tak berhingga diperlihatkan dalam Gambar 2.2. Intensitas

    gaya yang tegak lurus atau normal terhadap irisan disebut tegangan

    normal (normal stress) pada sebuah titik.

    Gambar 2.2 Komponen dari tegangan

  • 6

    Suatu tegangan pada sebuah titik, secara matematis dapat

    didefinisikan sebagai berikut :

    dimana F adalah suatu gaya yang bekerja tegak lurus terhadap potongan,

    sedangkan A merupakan luas yang bersangkutan. (Popov, 1994). Selain

    itu tegangan normal dapat menghasilkan tegangan tarik (tensile stress),

    tegangan tekan (compressive stress) dan tegangan geser (shearing

    stress).

    Hubungan antara tegangan dan regangan boleh dikatakan

    berbentuk linier untuk semua bahan. Hal ini menuju kepada idealisasi dan

    penyamarataan yang berlaku untuk semua bahan, yang dikenal dengan

    hukum Hooke. Hukum Hooke dinyatakan dengan persamaan:

    =

    atau

    =

    Perhitungan tegangan ijin pada ramp door menggunakan

    ketentuan BKI 2010 Section 6.H.2 dimana persamaannya adalah sebagai

    berikut :

    Bending stress:

    = 120

    [Mpa]

    Shear stress:

    = 80

    [Mpa]

    Equivalent stress:

    = 2 + 3 2 = 150

    [Mpa]

  • 7

    Dimana k adalah faktor material. Harga k ditentukan dengan rumus

    sebagai berikut:

    = 235

    ReH adalah harga minimum upper yield point dari material (Yield Stress).

    2.4. Safety Factor

    Faktor keamanan adalah faktor yang menunjukkan tingkat

    kemampuan suatu material teknik menerima beban dari luar, yaitu beban

    tekan maupun tarik. Gaya/beban luar yang diperlukan agar terjadi tingkat

    optimal pada material di dalam menahan gaya/beban tersebut sampai

    akhirnya material menjadi pecah disebut dengan beban ultimate (ultimate

    load). Faktor keamanan identik dengan perbandingan antara tegangan

    ultimate (ultimate stress) dengan tegangan ijin (allowable stress) suatu

    material uji tarik.

    =

    2.5. Metode Elemen Hingga

    Metode Elemen Hingga (Finite Element Method) merupakan

    salah satu metode numeris untuk penyelesaian masalah teknik dan fisika

    matematis. Masalah tersebut meliputi analisa struktur, heat transfer, aliran

    fluida, perpindahan massa, elektromagnetik, dan lain-lain. (Logan, 2002).

    Penyelesaian Metode Elemen Hingga menghasilkan persamaan

    dari masalah yang dianalisa, sehingga memberikan hasil penyelesaian

    pendekatan dari nilai yang tidak diketahui titiknya dalam sistem yang

    kontinyu. Selain itu, untuk menyelesaian suatu permasalahan, selalu

    dilakukan pemodelan terhadap masalah tersebut. Kemudian dilakukan

    diskritisasi (discretization) pada model dengan membaginya menjadi

    elemen-elemen kecil (elemen hingga) yang dihubungkan dengan node-

    node sebagai batas suatu objek.

  • 8

    Ada beberapa jenis analisa yang biasa digunakan dalam metode

    elemen hingga antara lain :

    1. Analisa Linier Statis (Linear Static Analysis)

    Analisa linier statis merupakan analisa yang dipakai untuk mengetahui

    kondisi struktur terhadap pembebanan yang linier (konstan, tidak

    berubah terhadap waktu). Adapun jenis pembebanan yang digunakan

    pada analisa statis ini antara lain pembebanan berupa gaya, tekanan

    dan steady state temperature.

    2. Analisa Non Linier Statis (Non Linear Static Analysis)

    Jika suatu struktur bahan mengalami pembebanan di atas titik luluhnya

    (yield point), maka dapat dikatakan bahwa hubungan antara tegangan

    dan ragangan sudah tidak linier lagi akan tetapi non linier. Dengan

    hubungan yang non linier ini, Modulus Young dari material cenderung

    berubah / menurun selama analisa, yang akibatnya akan terjadi

    deformasi yang permanen (plastis).

    3. Analisa Dinamik

    Analisa dinamik merupakan analisa yang dipakai untuk mengetahui

    kondisi struktur terhadap pembebanan yang berubah terhadap waktu

    atau frekuensi. Jenis pembebanan yang dapat diterapkan dalam analisa

    dinamik ini adalah penerapan gaya dinamik, frekuensi atau getaran

    paksa terhadap model

  • 9

    BAB III

    METODOLOGI PENELITIAN

    Untuk menyelesaikan permasalahan tersebut maka perlu adanya

    suatu metodologi agar pelaksanaan penelitian terkoordinasi dan

    sistematis serta diperoleh hasil yang akurat. Metodologi penelitian yang

    dipakai adalah sebagi berikut:

    1. Pengambilan Data Penelitian

    Data yang dibutuhkan dalam pengerjaan penelitian ini antara lain :

    Data primer

    Data sekunder

    2. Studi Literatur

    Mempelajari sistematika perhitungan yang akan dikemukakan di dalam

    penelitian ini dari berbagai macam referensi baik berupa buku,

    majalah, artikel, jurnal dan melalui internet.

    3. Pengumpulan dan Pengolahan Data

    Setelah semua data yang dibutuhkan diperoleh, kemudian data

    tersebut dikumpulkan dan diolah agar dapat mempermudah dalam

    proses pengerjaan penelitian ini.

    4. Pembuatan Model

    Dari data awal yang telah diambil, kemudian dilakukan pembuatan

    model stern ramp door dengan bantuan software MSC. Patran.

    5. Analisa Model

    Analisa model stern ramp door dengan menggunakan software

    berbasis metode elemen hingga (MSC. Nastran) untuk menghitung

    tegangan dan penentuan letak tegangan kritisnya.

    6. Validasi

    Validasi adalah tahapan untuk memperoleh gambaran apakah hasil

    analisa numerik telah sesuai dengan sistem yang diwakilinya. Proses

    validasi dilakukan dengan cara membandingkan hasil analisa numerik

    dengan hasil perhitungan analitik.

  • 10

    7. Kesimpulan

    Pada tahap ini diambil kesimpulan yang diperoleh dari hasil analisa

    yang telah dilakukan terhadap kekuatan stern ramp door KM. Musthika

    Kencana.

    Penjelasan tentang metodologi penelitian ini dapat dilihat pada

    Gambar 3.1.

    Bagan Alir Metodologi Penelitian

    Gambar 3.1. Bagan Alir Metodologi penelitian.

    Pengolahan Data

    Pembuatan Model

    Validasi

    Kesimpulan

    Pengambilan

    Data

    Start

    Studi

    Literatur

    Analisa Model

    No

    Yes

  • 11

    BAB IV

    PENGOLAHAN DATA DAN PEMBAHASAN

    4.1. KM. Musthika Kencana

    KM. Musthika Kencana (Gambar 4.1.) merupakan kapal Fery Ro-

    Ro penumpang berbendera Indonesia yang dioperasikan oleh PT.

    Dharma Lautan Utama, Surabaya. KM. Musthika Kencana memiliki rute

    pelayaran dari Surabaya menuju Makassar dan berpenumpang maksimal

    690 orang.

    Gambar 4.1. KM. Musthika Kencana.(DLU, 2011)

    Gambar 4.2. Geladak Kendaraan KM. Musthika Kencana. (DLU, 2011)

  • 12

    Berdasarkan Gambar 4.2. KM. Musthika Kencana dapat memuat

    berbagai jenis kendaraan bermotor. Lower car deck berkapasitas muat 35

    unit kendaraan golongan VI dan 18 unit kendaraan golongan IV. Jumlah

    dimaksud dapat berubah jika terdapat variasi jenis kendaraan. Sedangkan

    Upper car deck yang berada di buritan Geladak Akomodasi-I hanya dapat

    dimuati kendaraan maksimum 24 unit kendaraan golongan IV.

    Akses ke Lower car deck melalui 2 pintu rampa (ramp door) pada

    bagian haluan dan buritan. Sedangkan untuk akses ke Upper car deck,

    disediakan rampa tetap di Lower car deck.

    4.2. Data Stern Ramp Door

    Stern ramp door yang digunakan KM. Musthika Kencana ini

    memiliki konstruksi double bottom. Gambar 4.3. menunjukkan stern ramp

    door saat dioperasikan di dermaga. Adapun spesifikasi datanya adalah

    sebagai berikut :

    A. Ukuran Utama

    Panjang = 6,35 m

    Lebar = 5,00 m

    Tinggi = 0,27 m

    B. Tebal Pelat

    Bagian depan, belakang, kiri, dan kanan t = 12 mm

    Bagian atas dan bawah t = 10 mm

    C. Profil

    Profil yang digunakan adalah profil I dengan tebal t = 10 mm

    Jarak Profil Memanjang = 500 mm

    Jarak Profil Melintang = 600 mm

    Jenis material yang digunakan stern ramp door ini adalah baja

    standard BKI KI-A36. Dimana kriteria material tersebut adalah sebagai

    berikut:

    Modulus Elastisity = 200 Gpa

    Ultimate Stress = 400 Mpa

  • 13

    Yield = 235 Mpa

    Shear Modulus = 79,3 Gpa

    Poissons Ratio = 0.3

    Gambar 4.3. Stern ramp door KM. Musthika Kencana. (Agus, 2012)

    4.3. Data Jenis Kendaraan

    Seperti dijelaskan pada subbab sebelumnya, bahwa KM. Musthika

    Kencana mampu mengangkut kendaraan Golongan I~VI. Berdasarkan

    Peraturan Menteri Perhubungan Republik Indonesia Nomor PM. 18 Tahun

    2012, mengenai penggolongan kendaraan, diperoleh data kendaraan

    sebagai berikut:

    1. Golongan I Sepeda;

    2. Golongan II Sepeda motor di bawah 500 cc dan gerobak dorong;

    3. Golongan III Sepeda motor besar ( 500 cc) dan kendaraan roda 3

    (tiga);

    4. Golongan IV Kendaraan bermotor berupa mobil Jeep, Sedan,

    Minicab, Minibus, Mikrolet, Pick up, Station Wagon dengan ukuran

    panjang sampai dengan 5 (lima) meter dan sejenisnya;

  • 14

    5. Golongan V Kendaraan bermotor berupa Mobil bus, Mobil barang

    (truk)/tangki dengan ukuran panjang sampai dengan 7 (tujuh) meter

    dan sejenisnya;

    6. Golongan VI Kendaraan bermotor berupa Mobil bus, Mobil barang

    (truk)/tangki dengan ukuran panjang lebih dari 7 (tujuh) meter sampai

    dengan 10 (sepuluh) meter dan sejenisnya, dan kereta penarik tanpa

    gandengan;

    Dari data golongan kendaraan tersebut diperoleh jenis kendaraan

    yang bisa diangkut di dalam KM. Musthika Kencana yaitu: Sepeda,

    Sepeda Motor, Kendaraan bermotor dengan panjang maksimal 5 m 10

    m, tanpa gandengan.

    4.4. Perhitungan Berat Pembebanan

    Berdasarkan jenis kendaraan yang diangkut KM. Musthika

    Kencana, maka pada perhitungan tegangan nantinya hanya dilakukan

    pada kendaraan dengan berat terbesar. Tabel 4.1. menunjukkan data

    berat masing-masing kendaraan menurut jenisnya.

    Tabel 4.1. Berat kendaraan total. *)

    Jenis Kendaraan Nilai minimum (ton) Nilai maksimum (ton)

    Sedan 1,3 1,5

    Utiliti 1,5 2,0

    Bus Kecil 3,0 4,0

    Bus Besar 9,0 12,0

    Truk Ringan 3,5 6,0

    Truk Sedang 10,0 15,0

    Truk Gandengan 15,0 25,0

    *) Departemen Pekerjaan Umum RI, 2000.

    Dari data yang tersebut di atas, maka pemodelan beban

    mengambil data berat truk berukuran sedang yaitu 10 ~ 15 ton.

  • 15

    4.5. Analisa Tegangan Dengan FEM

    Sebelum melakukan analisa tegangan stern ramp door, maka

    perlu dibuat modelnya terlebih dulu. Pembuatan model bisa menggunakan

    bantuan software desain seperti AutoCAD, MSC. Patran, dan lain-lain.

    Hasil pemodelan stern ramp door diperlihatkan pada Gambar 4.4.

    Gambar 4.4. Pemodelan stern ramp door dengan MSC. Patran.

    Sesuai dengan tahapan penyelesaian permasalahan struktur

    dengan Metode Elemen Hingga, maka pada model dibuat elemen-elemen

    kecil berupa meshing. Untuk model stern ramp door ini, dibedakan

    menjadi dua bagian yaitu meshing pelat (2D) memakai triangular (3 node)

    dan untuk profil dipakai meshing untuk beam (1D). Gambar 4.5.

    menunjukkan hasil meshingnya.

    Gambar 4.5. Meshing model dengan MSC. Patran.

  • 16

    Beban yang bekerja pada stern ramp door dipilih dari beban

    kendaraan yang melewatinya. Kendaraan yang dipilih adalah kendaraan

    truk engkel 6 ban, dengan berat maksimum 15 ton seperti terlihat dalam

    Gambar 4.6. Dimensi truk disesuaikan dengan maksimal beratnya,

    diperoleh panjang 5,96 m dan lebar 1,87 m.

    Gambar 4.6. Truk engkel turun dari kapal fery. (Surabaya.olx, 2013)

    Perhitungan beban truk dengan asumsi truk sebagai beban

    merata pada stern ramp door adalah sebagai berikut:

    Gaya berat truk: F = m x g (Newton)

    m = massa truk = 15000 (kg)

    g = percepatan gravitasi = 9,8 (m/s2)

    F = 15000 x 9,8 = 147000 (Newton)

    Area truk: A = P x L (m2)

    P = panjang truk = 5,96 (m)

    L = lebar truk = 1,87 (m)

    A = 5,96 x 1,87 = 11,1452 (m2)

    Beban merata: Q = F/A (Pascal)

    F = gaya berat truk = 147000 (Newton)

    A = area truk = 11,1452 (m2)

    Q = 147000/11,1452 = 13189,54 (Pascal)

  • 17

    Penentuan kondisi batas agar pemodelan sesuai dengan

    kenyataan di lapangan juga penting. Untuk masalah stern ramp door ini,

    pada model diberikan dua buah kondisi batas yaitu pin untuk ujung yang

    menempel di kapal dan roll untuk ujung yang tertumpu dermaga/moveable

    bridge. Hasil pemodelan beban merata dan kondisi batas dapat dilihat

    dalam Gambar 4.7.

    Gambar 4.7. Pemodelan beban merata dan kondisi batas.

    Hasil running dengan bantuan software berbasis MEH

    memperlihatkan hasil tegangan maksimum yang diterima stern ramp door

    terletak pada node 4758 sebesar 2,23 x 104 Pascal. Sedangkan deformasi

    terbesar terletak pada node 3508 sebesar 2,56 x 10-2 milimeter. Gambar

    4.8. menunjukkan tegangan yang terjadi pada pelat stern ramp door.

    Gambar 4.8. Hasil analisa tegangan dengan MSC. Nastran.

  • 18

    Gambar 4.9. Hasil deformasi model stern ramp door dengan MSC.

    Nastran.

    Perhitungan tegangan ijin pada ramp door menggunakan

    ketentuan BKI 2010 Section 6.H.2 dimana persamaannya adalah sebagai

    berikut :

    Harga k adalah faktor material. Harga k ditentukan dengan rumus sebagai

    berikut:

    = 235

    ReH adalah harga minimum upper yield point dari material (Yield Stress).

    Untuk material stern ramp door menggunakan ReH = 235 Mpa. Sehingga

    harga k = 1.

    Bending stress ijin:

    = 120

    [Mpa]

    allowable = 120 [Mpa]

    Shear stress:

    = 80

    [Mpa]

    allowable = 80 [Mpa]

  • 19

    Equivalent stress:

    = 2 + 3 2 = 150

    [Mpa]

    v allowable = 150 [Mpa]

    Dari perhitungan tegangan ijin BKI, diketahui bahwa tegangan

    yang terjadi pada stern ramp door masih jauh di bawah tegangan ijin BKI.

    Begitu pula dengan tegangan ijin materialnya masih di atas kondisi

    pembebanannya.

    Harga safety factor untuk pemodelan stern ramp door adalah:

    =

    ultimate = 2,23x104 Pascal

    allowable = 150x106 Pascal

    SF = 2,23x104/150x106 = 14,86x10-5.

  • 20

    BAB V

    KESIMPULAN

    1. Hasil tegangan maksimum yang diterima stern ramp door terletak

    pada node 4758 sebesar 2,23 x 104 Pascal.

    2. Deformasi terbesar terletak pada node 3508 sebesar 2,56 x 10-2

    milimeter.

    3. Hasil perhitungan tegangan ijin BKI memperlihatkan bahwa tegangan

    yang terjadi pada stern ramp door masih jauh di bawah tegangan ijin

    BKI, dengan nilai SF = 14,86x10-5.

  • 21

    REFERENSI

    [1] Biro Klasifikasi Indonesia, Rules For The Classification And

    Construction Of Seagoing Steel Ships, Volume II Rules For Hull,

    Jakarta, 2010.

    [2] DLU (PT. Dharma Lautan Utama), Panduan Penyeberangan KM.

    Musthika Kencana, Surabaya, 2011.

    [3] Departemen Pekerjaan Umum RI, Pedoman Konstruksi Dan

    Bangunan, Perhitungan Biaya Operasi Kendaraan, DPU, Jakarta,

    2000.

    [4] Departemen Perhubungan RI, Peraturan Menteri Perhubungan

    Republik Indonesia Nomor PM. 18 Tahun 2012, Perubahan Atas

    Keputusan Menteri Perhubungan Nomor KM. 58 Tahun2003 Tentang

    Mekanisme Penetapan dan Formulasi Perhitungan Tarif Angkutan

    Penyeberangan, Jakarta, 2012.

    [5] Dokkum, van Klaas, Ship Knowledge A Modern Encyclopedia,

    Dokmar, The Netherlands, 2003.

    [6] Karlsson, Ulf, Structural Safety Analysis of Bow-Doors, Chalmers

    University Of Technology, Gteborg, Sweden, 2004.

    [7] Logan, D.L., A First Course in the Finite Element Method, 4th ed,

    Brooks/Cole Thompson Learning, Boston, 2002.

    [8] Popov, E.P., Mechanics of Materials, 2nd edition, Prentice-Hall Inc.,

    New Jersey, 1994.

    [9] http://agungjasacargosurabaya.com/ diakses pada 27 Desember

    2012.

    [10] http://surabaya.olx.co.id/ diakses pada 6 Januari 2013.

  • 22